Операция, в отличие от предшествующих боев, готовилась весьма тщательно. Штаб армейской группы во главе с М. А. Богдановым разработал ряд важных документов, в том числе «План подготовительных мероприятий». Он включал детальное изложение порядка сосредоточения войск, их переправы через Халхин-Гол, действий в исходном положении, последовательность проведения артиллерийской подготовки и атаки, мероприятия по противовоздушной обороне, маскировке операции и введению противника в заблуждение, порядок тылового, материально-технического и санитарного обеспечения войск, организации и поддержания устойчивого управления. По указанию штаба группы в частях и соединениях готовились таблицы сосредоточения войск и тыловых учреждений, плановые таблицы переправы, планы взаимодействия войск в бою, разведки, дезинформации и дезориентирования противника, боевые приказы и распоряжения, указания по связи и скрытому управлению войсками, памятки бойцам в обороне и наступлении. Кроме того, штаб ВВС 1-й армейской группы разработал «План боевых действий ВВС в подготовительный период» и «Плановую таблицу боевых действий частей ВВС 1-й армгруппы на 20 августа 1939 г.», а политический отдел 1-й армейской группы – «План по политическому обеспечению наступления». В целях обеспечения устойчивого управления войсками связь командного пункта 1-й армейской группы с командирами соединений осуществлялась двойной системой проводов.
Особое внимание было уделено проведению широкомасштабной дезинформации противника. С вечера 12 августа началось строительство окопов и позиций на участках частей и соединений первого эшелона, а на участках 36-й мотострелковой и 82-й стрелковой дивизий возводились ложные мосты. Всем бойцам 13 августа были розданы памятки об обороне, а из района 36-й мотострелковой дивизии была дана ложная телеграмма, содержавшая сведения о подготовке оборонительных работ. Одновременно с 2 часов ночи до 2 часов 45 минут с 14 по 17 августа передавались ложные сводки о проделанной работе по инженерному оборудованию местности. До 15 августа запрещалось проводить какие-либо сосредоточения на флангах. Выдвижение войск осуществлялось только в ночное время под шум моторов. С целью приучить противника «к шуму моторов и гусеничному шуму» южнее горы Хамар-Даба, в районе центральной переправы, осуществлялись демонстративные передвижения танков и тракторов до 16 августа включительно.
Начало операции было назначено на воскресенье, 20 августа. Командующий 6-й